Содержание к диссертации
Введение
Глава 1 Известные методы и технологии выделения и изучения рассеянных сейсмических волн для выявления трещиноватых коллекторов 10
1.1. Сейсмический локатор бокового обзора .14
1.2. Метод общей рассеивающей точки (Common - Scattering Point) 19
1.3. Метод фокусирующих преобразований 23
1.4. Метод объектно-ориентированных миграционных преобразований волновых полей 26
1.5. Построение волновых изображений методом интегральных операторов продолжения волнового поля 42
1.6. Конечно-разностное моделирование волновых полей... 47
1.7. Сравнительный анализ использования методов для выделения рассеянных волн 60
Глава 2 Разработка методики реконструкции трещинова-тости карбонатных коллекторов по рассеянной составляющей 61
2.1. Создание реалистичной модели карбонатного коллектора 61
2.2. Полномасштабное численное моделирование 71
2.3. Разделение волнового поля на регулярную и рассеянную составляющую на синтетических данных 78
2.4. Определение азимутальной изменчивости энергии рас сеянных волн на синтетических данных 79
2.5. Выделение энергетически выраженных объектов с аномальными сейсмоакустическими свойствами 83
2.6. Расчет азимутальной направленности энергии рассеянных волн 91
Глава 3 Прогнозирование флюидонасыщения трещи- новатых коллекторов 97
3.1. Численные эксперименты по изучению проявлений флюидонасыщенности . 97
3.2. Верификация признаков флюидонасыщенности на синтетических и реальных данных 107
Заключение
Список литературы .
- Метод общей рассеивающей точки (Common - Scattering Point)
- Метод объектно-ориентированных миграционных преобразований волновых полей
- Полномасштабное численное моделирование
- Верификация признаков флюидонасыщенности на синтетических и реальных данных
Введение к работе
Объект исследования – рассеянная составляющая волнового
поля как критерий определения трещиноватости карбонатных
коллекторов.
Актуальность. В последние годы как в России, так и за рубежом растёт интерес к исследованиям рассеянной компоненты волнового поля как важного критерия при поисках ловушек углеводородов в породах с повышенной трещиноватостью. На сегодня многие сервисные компании при обработке геофизических данных рассчитывают рассеянную компоненту, но способы ее применения не развиты.
Из публикаций известно, что рассеянную компоненту получают
двумя способами: первый - это полевым методом СЛБО (сейсмическим
локатором бокового обзора), второй - с использованием специальных
процедур обработки данных сейсморазведки. Первый - экономически не
выгоден, второй способ - в каждой компании является коммерческой
тайной. В большинстве случаев при определении рассеянной
компоненты не в полной мере используются достижения в прикладной математике, например полномасштабное численное моделирование, позволяющее с высокой точностью описывать тонкую структуру трещиноватого карбонатного коллектора.
Этим определяется актуальность разработки методики
определения трещиноватости карбонатных коллекторов по рассеянной составляющей сейсмического волнового поля для дальнейшего использования при обосновании оптимального освоения месторождений углеводородов.
Цель исследования – развитие способов выделения и анализа
рассеянной составляющей волнового поля для реконструкции
трещиноватости карбонатных коллекторов с использованием:
– полномасштабного численного моделирования;
– объектно-ориентированных миграционных преобразований
волнового поля;
– интегральных операторов продолжения волнового поля.
Научная задача – разработать и верифицировать на
синтетических и реальных данных методику реконструкции
распределения трещиноватости в карбонатных коллекторах по
рассеянной составляющей сейсмического волнового поля с
использованием объектно-ориентированных миграционных преобразований волнового поля, операторов продолжения волновых полей и полномасштабного численного моделирования.
Методы исследования. Фактические данные.
Основной метод исследования - теоретический анализ численных методов исследования, а именно:
– анализ полномасштабного численного моделирования полного волнового поля (программно-алгоритмические средства разработаны совместно ИНГГ и «РН-КрасноярскНИПИнефть»); – метода объектно-ориентированных миграционных преобразований волнового поля;
– метода интегральных операторов продолжения волнового поля. Использовались как синтетические данные полномасштабного численного моделирования для реалистичных сейсмогеологических моделей, так и данные сейсморазведки 3D, полученные в полевой сезон 2009-2011гг. в пределах Юрубчено-Тохомского месторождения (данные компании ОАО «НК «Роснефть»).
В основе решения поставленной задачи лежат современные
достижения в области геометрической сейсмики, теории дифракции,
теории рассеянных волновых полей, теории миграционных
преобразований сейсмических волновых полей. На начальной стадии
исследование базировалось на полномасштабном численном
моделировании полного волнового поля трещиноватых коллекторов.
Применение методов верифицировано на синтетических и реальных данных путем сравнительного анализа с обработкой сейсмических данных традиционными методами и интерпретацией результатов.
Защищаемые результаты:
1. Методика реконструкции трещиноватости карбонатных
коллекторов по рассеянной составляющей сейсмического волнового
поля.
2. Прогнозные карты трещиноватости (на примере карбонатных
отложений Юрубчено-Тохомского месторождения).
Новизна решения. Личный вклад.
1. Разработана новая методика реконструкции трещиноватости карбонатных коллекторов по рассеянной составляющей сейсмического волнового поля, которая включает в себя:
– создание реалистичной сейсмогеологической модели
карбонатного коллектора с использованием скважинной информации (ГИС, керн), сейсмических и геологических данных;
– проведение полномасштабного численного моделирования процессов образования и распространения волновых полей на предмет исследования рассеянной составляющей;
– разделение рассеянной регулярной составляющей поля методом
объектно-ориентированных миграционных преобразований волнового
поля для определения зон повышенной трещиноватости на
синтетических и реальных данных;
– определение азимутальной изменчивости энергии рассеянных волн методом интегральных операторов продолжения волновых полей на синтетических и реальных данных;
2. По результатам применения методики на реальных данных построены карты:
– прогнозная карта трещиноватости карбонатного коллектора Юрубчено-Тохомского месторождения, реконструированной методом объектно-ориентированных миграционных преобразований волнового поля;
– карта азимутальной изменчивости энергии рассеянных волн,
определенной методом интегральных операторов, в интервале
карбонатного коллектора Юрубчено-Тохомского месторождения;
– комплексная карта, полученная суперпозицией двух
вышеупомянутых прогнозных карт карбонатного коллектора.
Практическая значимость результатов.
Разработанная на основе эффективных математических методов методика является вкладом в развитие методического обеспечения сейсморазведки, направлена на повышение ее информативности, достоверности, разрешающей способности, позволяет с высокой степенью надежности реконструировать трещиноватость карбонатных коллекторов по рассеянной составляющей волнового поля, используя ее в качестве важного критерия в определении флюидонасыщенности при оптимальном освоении месторождений углеводородов.
Использование методики и прогнозных карт трещиноватости
карбонатного коллектора Юрубчено-Тохомского месторождения
существенно повышает оценки коллекторских свойств, снижает риски бурения дорогостоящих глубоких скважин, а значит экономически выгодно.
Апробация работы
Результаты диссертационной работы известны научной
общественности. Они докладывались и получили одобрение
специалистов на следующих конференциях: II Научно-практической
конференции «Математическое моделирование и компьютерные
технологии в разработке месторождений» (Уфа, 2009), XVIII Губкинские чтения «Инновационное развитие нефтяной и газовой промышленности России - наука и образование» (Москва, 2009), Международной
конференции и выставке ЕАGE «Санкт-Петербург – 2010» (Санкт-
Петербург, 2010), XII Международной научно-практической
конференции «Геомодель» (Геленджик, 2010), I Международной научно-
практической конференции для геологов и геофизиков «Сочи - 2011»
(Сочи, 2011), XIII Международной научно-практической конференции
«Геомодель» (Геленджик, 2011), Международной конференции и
выставке ЕАGE «Санкт-Петербург – 2012» (Санкт-Петербург, 2012),
совместном семинаре EAGE/SPE «Геолого-геофизический мониторинг
процесса разработки» (Москва, 2013), Международной конференции
«Инновационные сейсмические технологии и подсчёт запасов
углеводородного сырья» (Москва, 2013).
Публикации.
По теме диссертации опубликовано шесть статей в ведущих
научных рецензируемых журналах, рекомендованных ВАК РФ
(«Вестник Северо-Кавказского государственного технического
университета» - 3 статьи; «Нефтяное хозяйство» - 1 статья; «Журнал Сибирского федерального университета. Техника и технологии Journal of Siberian Federal University. Engineering & Technologies» - 1 статья; «Научно-технический вестник ОАО «НК Роснефть»» - 1 статья), а также 9 публикаций в виде тезисов и материалов российских и международных конференций.
Структура диссертационной работы.
Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, библиографического списка использованных источников из 110 наименований. Общий объем диссертации 127 страниц, в том числе 51 рисунок.
Благодарности.
Автор выражает глубокую признательность своему научному руководителю д.ф.-м.н., профессору В.А. Чеверде, а также д.т.н., профессору В.А. Позднякову за ценные консультации при подготовке работы.
Автор благодарен д.ф.-м.н. Г.В. Решетовой и к.ф.-м.н. В.В. Лисице за расчет синтетических данных, использованных при создании методики.
Автор признателен своим коллегам В.В. Шиликову, к.ф.-м.н. А.А. Тузовскому, А.И. Ледяеву и В.Н. Москвичу за терпение и неоценимую помощь в научной работе. Автор благодарен В.И. Самойловой за методические рекомендации и поддержку при подготовке диссертации.
Метод общей рассеивающей точки (Common - Scattering Point)
Базовой отправной точкой для развития и совершенствования технологий нового поколения промышленной сейсморазведки, основывающихся на использовании рассеянной компоненты сейсмического волнового поля, является оригинальный суперкомпьютерный метод обработки и интерпретации сейсморазведочных данных, получивший название метода «общей рассеивающей точки» Common Scattering Point – CSP [82]. Математические основы метода были заложены работами отечественных ученых, принадлежащих к сибирской математической школе обратных и условно-корректных задач, во главе которой в 1960-2000 годах стояли выдающиеся математики современности, такие как академики А.С. Алексеев и М.М. Лаврентьев и другие [1-2]. Ученые проводили исследования в рамках Сибирского отделения Российской академии наук. Участники данного проекта Г.Н. Ерохин, А.Н.Кремлев, М.В. Клибанов, Л.Н. Пестов принадлежали этой математической школе. В дальнейшем эти исследования были им продолжены [10, 19, 20, 65]. Метод CSP позволяет эффективно выделять дифракционную составляющую регистрируемых сейсмограмм и по ней определять геометрию и пространственное распределение зон акустической неоднородности, связанных с трещинно–кавернозным резервуаром. Амплитуда выделяемых дифракторов объективно характеризует интенсивность трещиноватости (количество трещин на единицу объёма) и флюидозаполненность этих трещин. Более того, метод CSP открывает путь к количественному прогнозу емкостных и фильтрационных свойств трещинно-кавернозных и порово-трещинных пород. Для этого необходимо сначала установить корреляционные зависимости между петрофизическими значениями керна и данными геофизического исследования скважин (ГИС), а затем связать количественные корреляционные зависимости ГИС с амплитудой дифракторов. Полученные зависимости позволят непосредственно переходить от параметров рассеяния к искомым параметрам трещинно-кавернозной пористости.
Методы сейсморазведки на рассеянных волнах требуют значительных вычислительных ресурсов, превышающих на один-два порядка ресурсы, потребляемые традиционными методами престековой миграции отражённых волн до суммирования. Авторы данного метода считают, что внедрение в практику недропользования суперкомпьютерных методов сейсморазведки на рассеянных волнах практически знаменует переход всей сейсморазведки на новый более глубокий уровень изучения структуры недр. Переход сейсмики на уровень сверхслабых сигналов требует разработки сейсмодатчиков нового поколения и расширения динамического диапазона сейсмостанций и подобен по своему значению переходу к изучению микромира в нанометровом диапазоне. Для широкого внедрения новых технологий необходима их адаптация к существующим на практике графам обработки и интерпретации, а также их апробация в различных геолого-геофизических условиях, превращение в стандартный инструмент геологоразведки наравне с повсеместно используемой сейсморазведкой на отражённых волнах.
Сейсморазведка на рассеянных волнах будет весьма эффективна при поиске трещинных коллекторов баженовской и абалакской свит Западной Сибири, трещинно-кавернозных зон доюрского комплекса Западной Сибири, кембрийских и венд-рифейских отложений Восточной Сибири, карбонатных отложений девона и карбона Волго-Уральской НГП, глинистых и карбонатных отложений палеозоя Тимано-Печорской НГП, подсолевого карбонатного комплекса Прикаспийской НГП и других месторождений мира. Метод применим как для континентальных, так и для морских месторождений. Метод CSP позволяет одновременно получать два типа временных кубов, описывающих: Распределение рассеянной/дифрагированной энергии, с максимальным подавлением регулярных отражений; Регулярные структурные элементы, представляющие протяженные границы и другие классические элементы геологического разреза, свободные от присутствия рассеивающих/дифрагирующих объектов. Результаты обработки сейсморазведочных данных по методу CSP представляются в формате SEG-Y в виде сейсмических кубов CSP-дифракторов и CSP-рефлекторов, готовых для интерпретации с использованием традиционных геофизических пакетов (рис. 1.2-1.3).
Метод объектно-ориентированных миграционных преобразований волновых полей
Элементом фокусирующих преобразований (ФП) является набор исходных сейсмических данных, для которых пункты возбуждения (ПВ) и пункты приема (ПП) принадлежат выбранным апертурам [44].
Несмотря на определенные различия в построении обрабатывающих комплексов различных производителей, в целом их процедурное насыщение обеспечивает решение обратных сейсмических задач, и, как правило, основной формой представления результатов обработки является сейсмическое изображение геологической среды, которое может быть либо плоским (2D), если исследуется сечение (профиль) заданного направления, либо объемным (3D). Существенным моментом является то, что при решении обратных задач (получении изображений) рассматривается поле волн, отражённых на поверхностях скачка акустической жесткости, которые, в свою очередь, могут рассматриваться в качестве сейсмогеологических границ. Строго говоря, при обработке учитываются не только зеркально отраженные волны, но и дифракция, поглощение, обменные волны и т.д. Однако в традиционной обработке именно отраженные волны являются доминирующими в информационном смысле и вносят основной вклад в результирующее сейсмическое изображение. При этом усилия геофизиков-обработчиков направлены на повышение точности и детальности этих изображений путем расширения спектрального состава сигналов, уточнения скоростных моделей, используемых при трансформации волновых данных в нижнее полупространство, сохранения при этой трансформации динамических особенностей сигналов и др. В то же время все большее применение находят способы обработки данных, целенаправленно использующие при построении изображений не только отражёные волны, но и волновую информацию, непосредственно связанную с неоднородностями среды, такими как области нарушений, повышенной концентрации трещин и каверн в горных породах и т.д. При построении обрабатывающих процедур такой направленности эффективные решения и соответствующие им вычислительные схемы удаётся построить на основе концепции фокусирующих преобразований волнового поля [52], базируясь на достаточно наглядных принципах фокусировки волновой информации в заданные точки нижнего полупространства. Метод ФП был опробован в варианте физических экспериментов задолго до появления в практике сейсморазведки вычислительных комплексов и показал свою работоспособность при решении тонких геологических задач. По мере внедрения вычислительных средств в практику обработки сейсмических данных и роста их производительности методика применения ФП получила реальную базу для построения практических вычислительных схем в плоском (2D) и трехмерном (3D) вариантах.
В настоящее время программно-методическая составляющая ФП хорошо развита и обеспечивает решение как собственно задачи построения сейсмического изображения сложнопостроенной среды, так и получения специальных комплексных изображений, на которых наряду с информацией, содержащейся в отраженных волнах, удается, как правило, выделить и усилить слабые волновые эффекты, связанные с рассеянием зондирующего поля на неоднородностях различной геологической природы. Комплексное использование информации о строении среды, содержащейся в полях отражённых и рассеянных волн, обеспечивает повышение надежности прогноза, особенностей присущих ловушкам углеводородов, и таким образом повышает эффективность исследования в целом. То, что для реализации ФП необходимы аппаратные средства достаточно высокой производительности, можно рассматривать в качестве «платы» за универсальность подхода к обработке сейсмических данных, базирующегося на концепции фокусировки. И хотя сегодня, благодаря колоссальному прогрессу в области вычислительной техники, вопрос о ресурсах, необходимых для ФП, уже не стоит так остро, как в начале 90-х, тем не менее рентабельность всего процесса обработки потребовала специальных приложений, эффективно использующих возможности многопроцессорного счета. Необходимость следует из того, что, если при обычном подходе, основанном на лучевых траекториях, изображение в каждой точке строится на нескольких десятках сейсмозаписей, то для ФП-изображения, получаемого на основе волновых принципов, это число увеличивается на три порядка. Как отмечено ранее, это создает хорошие условия для выделения слабых сигналов, но и требует значительных затрат времени ЭВМ на обработку данных.
И в 2D, и в 3D вариантах схемы получения первичных данных сейсморазведки достаточно унифицированы и представляют собой варианты системы многократного (по средним точкам пунктов возбуждения и приема) прослеживания. Существенной является возможность выбора из таких данных подмножеств сейсмозаписей, соответствующих апертурам ФП источников и приемников. Эти подмножества (элементы ФП) являются объектами обработки начального уровня, по которым по единому алгоритму строят элементарные ФП-изображения в заданных точках нижнего полупространства. Таким образом, схема параллельных вычислений создается путем обработки одним процессором набора элементов ФП.
Полномасштабное численное моделирование
По результатам анализа геолого-геофизических данных и данных наблюдения в глубоких скважинах (керн, ГИС) была построена цифровая трёхмерно-неоднородная сейсмогеологическая модель карбонатного коллектора [28]. Она базировалось на сейсмических данных, верифицированных по результатам наблюдения в глубоких скважинах, и на строении реального геологического разреза, который представляет собой сложно построенную тонкослоистую среду, дифференцированную по скоростным и плотностным параметрам (рис. 2.4). При построении численной модели резервуара в исходную модель вмещающей среды были добавлены случайным образом распределённые микронеоднородности, ими был заполнен предпоследний по глубине высокоскоростной слой [72]. Вводимые микронеоднородности в виде параллелепипедов с размерами 2,5 х 0,5 х 2,5 м заполнены жидкостью (водой) с плотностью 1000 кг/м3 и скоростью распространения волн 1500 м/с. Их концентрация была выбрана равной 5%. Общий вид среды с микронеоднородностями представлен на рисунке 2.4.
Численное моделирование проводилось с помощью конечно-разностного метода, использующего сетки с локальным измельчением. Моделирование выполнялось для системы уравнений теории упругости, то есть получено полное описание сейсмических волновых полей, содержащее все типы волн -продольные, поперечные, обменные, поверхностные и т.д. В качестве источника использовалась точечная поверхностная сосредоточенная вертикальная сила, моделирующая воздействие вибратора на свободную поверхность [25].
Для дискретизации резервуара использовался пространственный шаг 0,5 м, что позволяет корректно задать на сетке его сейсмогеологическую модель. В итоге получается трёхмерный массив из 4000x4000x400 процессорных элементов. Декомпозиция области была выполнена таким образом, чтобы на каждый из процессорных элементов приходился куб 200x200x200 точек ( 1Gb RAM), на который потребовалось 800 процессорных элементов. На рисунке 2.5 представлена начальная стадия формирования волнового поля, в момент времени, при котором волновой фронт полностью находится в верхней однородной части разреза. Отчётливо прослеживается классическая волновая картина, порождаемая источником на поверхности, – продольная и поперечная волны, соединяющая их коническая волна и начало образования поверхностной волны в окрестности фронта поперечной волны на свободной поверхности. Синий прямоугольник на этом и всех последующих рисунках соответствует области, заполненной трещинами и, следовательно, содержащей измельчённую сетку для их описания.
На снимке горизонтальной компоненты волнового поля в момент времени, соответствующий подходу фронта продольной волны к области трещиноватости, наряду с падающими продольной, поперечной и соединяющей их конической волной, отчётливо прослеживается ряд отражённых монотипных и обменных волн (рис. 2.6).
Следующий снимок (рис. 2.8) соответствует времени подхода волны к области трещиноватости. Интересно, что структура рассеянных волн образована взаимодействием продольной волны с системой трещин. Весьма любопытно, что их огибающая имеет прямолинейную форму. Это объясняется особым характером возбуждения рассеянных волн: каждая микронеоднородность выступает в качестве вторичного источника в момент подхода к ней падающей волны. Таким образом, это не уединённая рассеянная волна, обладающая сферическим фронтом, а её суперпозиция, которая создаётся линейно протяжёнными вторичными источниками, «включающимися» по мере распространения падающей волны. Именно это и приводит к образованию квазипрямолинейного фронта огибающей рассеянных волн.
На моментальном снимке (рис. 2.9) представлено начало взаимодействия падающей поперечной волны с трещинами. Как отчётливо видно из сравнения снимков (рис. 2.7, рис. 2.9), интенсивность рассеянных волн, возникающих в результате взаимодействия поперечной волны с микронеоднородностями, существенно выше, чем при взаимодействии с падающей продольной волной. Это объясняется тем, что заполненные жидкостью трещины для поперечной волны существенно более контрастный объект, чем для продольной.
Среди всех синтетических сейсмограмм для представления только одна -горизонтальная (рис. 2.11). Отмечается более яркое представление рассеянной компоненты волнового поля на сейсмограмме, представленной на рисунке 2.11. Это объясняется тем, что наибольшую интенсивность имеют рассеянные волны, образовавшиеся в результате взаимодействия поперечной волны с системой трещин. Поперечные волны для данного типа источника и данного типа строения среды на свободной поверхности имеют преобладающую горизонтальную компоненту, а значит, именно она будет наиболее ярко рассеянной. Рисунок 2.11 - Синтетическая сейсмограмма горизонтальной компоненты скорости смещения на поверхности для вертикально-ориентированных трещин
Для разделения полного волнового поля на регулярную и рассеянную составляющую был взят сейсмический куб синтетических данных 3D измений. Стандартные процедуры обработки проводились в системе ProMAX -3D, а для выделения рассеянных волн применялась программа Fransform3D, которая интегрирована в обрабатывающий комплекс ProMAX. Исходный набор данных – это цифровой файл в формате SEG-Y, содержащий синтетические сейсмограммы 3D вертикальной компоненты смещения (Z-компоненты). Поскольку все данные синтетической модели известны и скорости определены, то база суммирования по пунктам возбуждения и пунктам приёма по линиям X и Y была выбрана в размере пяти интервалов линии приёма, то есть 250 м. Так как диапазон апертуры зависит от скоростей и глубины залегания целевого интервала, она была взята по всему интервалу удалений от минус 2400 до плюс 2400 с шагом 50 м. В таком случае неопределенным параметром остается Lc – разнос баз источников и приемников, отвечающий за характеристику направленности F-системы по глубине. Затем произведено сканирование с интервалом 100 м в диапазоне от минус 200 до плюс 200 м по единичному кластеру с неоднородностями.
На снимках показаны фрагменты сопряженных кубов энергии рассеянных волн, проходящих через коридор трещиноватости, совмещенный с разрезом гладкой компоненты (рис.2.12), хорошо видно устойчивое выделение коридора трещиноватости [37]. В результате численного моделирования получено достаточно полное представление об изменчивости рассеянных волн в трещиноватой среде, что, несомненно, позволит реконструировать трещиноватость с большей уверенностью и точностью. Энергия рассеянных волн, образованных в зонах трещиноватости, нелинейно зависит от концентрации трещин в пласте, что обусловлено образованием многократно рассеянных волн, вносящих заметный вклад в общее волновое поле. Этот эффект усложняет задачу формализации количественных показателей трещиноватости, требует учёта.
Верификация признаков флюидонасыщенности на синтетических и реальных данных
Первые исследования многократно рассеянных волн были выполнены профессором Аки (Aki and Chouet, 1975), который для описания уровня рассеяния в среде использовал временное убывание - уменьшение их амплитуды со временем - но не учитывал изменение фазы этих волн (Jin and Aki, 1986). В средах же с сильным рассеянием такие волны, испытывая повторяющееся взаимодействие с неоднородностями, весьма плотно заполняют соответствующие локальные области, которые становятся природными интерферометрами. По оценкам Аки, подтверждённым серией численных экспериментов, кавернозно-трещиноватые резервуары карбонатного коллектора вполне способны порождать и удерживать такие волны. Учёт изменений амплитуды и фазы дает качественно новое представление о строении резервуара, например, об ориентации системы трещин, наличии и концентрации каверн и ряде других признаков.
Необходимо отметить, что идея использования многократно рассеянных волн для определения внутреннего строения целевых областей ненова: их применяли для мониторинга состояния среды во времени (Poupinet et al., 1984; Snieder et al., 2002). В данном случае исследуются изменения этих волн в пространстве и отображение на этой основе изменения внутренней структуры резервуара.
В настоящее время известна упрощённая теория оценки амплитуды многократно рассеянных волн без вычисления полного волнового поля. Однако её применимость ограничена однородными вмещающими средами, и, что самое главное, она не позволяет строить временные ряды, то есть не позволяет вычислять фазу. Итак, многократно рассеянные сейсмические волны образуют собой интерференционные волновые поля, обусловленные эффектами многократного рассеяния на микронеоднородностях. Сейсмическая интерферометрия - новое направление в сейсмике, которое использует явление многократного отражения/рассеяния для повышения разрешающей способности сейсморазведки и построения изображений. Преимущество сейсмической интерферометрии в том, что при построениях учитываются все волновые поля, а не только первые вступления отражённых/рассеянных волн (G.Schuster "Seismic interferometry", Cambridge University Press, 2009, 260 p.).
Необходимо подчеркнуть, что традиционные методы разделения волнового поля на отдельные составляющие, такие как пространственно-временное преобразование Фурье и wavelet-декомпозиция сигналов, не могут быть использованы с этой целью. Действительно, они ориентированы на сигналы, являющиеся линейной суперпозицией некоторых заранее заданных базисных функций, таких как монохроматические гармоники Фурье либо элементарные wavelet-функции, в то время как поле многократно рассеянных волн имеет весьма сложную структуру. Наиболее подходящим аппаратом выделения многократно рассеянных волн может быть интенсивно развиваемый в последние годы метод декомпозиции сложных сигналов на эмпирические моды. В английской аббревиатуре EMD – Empirical Mode Decomposition (см. работу Wang Tong, et al., “Comparing the applications of EMD and EEMD on time-frequency analysis of seismic signal”, Journal of Applied Geophysics, v.83, 29 – 34, и цитируемые в ней публикации). Отличительной особенностью этого метода является самостоятельное обнаружение им «базовых мод» сигнала и их последующее использование для декомпозиции. На основе этого метода в ОО «РН КрасноярскНИПИнефть» (совместно с диссертантом) разработана опытная версия метода пространственно-временной локализации многократно рассеянных волн и оценки их интенсивности. 109 Пространственно-временная сосредоточенность приводит и к пространственно-временной локализации артефактов на волновых изображениях, представляющей собой протяжённые в сторону возрастания времён/глубин хвосты локализованных «ярких пятен», соответствующих полям многократно рассеянных волн. Именно такая картина и наблюдается на изображении, полученном на синтетических данных путём наложения на суммарный разрез ОГТ результата фокусировки рассеянной компоненты волнового поля (рис. 3.5). На рисунке 3.8 белым овалом выделено изображение реальных рассеивающих объектов, а светло-зеленым – артефакты, соответствующие многократному рассеянию. В полном соответствии с высказанным предположением, эти артефакты локализованы в пространстве-времени и вытянуты вниз, повторяя при этом форму истинных возмущений, соответствующих реально существующим рассеивающим объектам. Интересно отметить, что распределение интенсивности артефактов напоминает распределение интенсивности порождающих их скоплений микронеоднородностей. Наблюдаемая неравномерность этого соответствия может быть объяснена эффектами фокусировки энергии сейсмических волн криволинейными границами раздела среды. Поэтому можно утверждать, что для когерентного суммирования этих волн необходимо знать как геометрию границ, так и распределение скоростей между ними.
Похожие диссертации на Реконструкция трещиноватости карбонатных коллекторов по рассеянной составляющей сейсмического волнового поля
